Studia gli esempi di interferenza e diffrazione della luce – fenditura singola , poi lavora sui problemi di interferenza e diffrazione della luce.
1. Una luce con una lunghezza d'onda di 700 nm attraversa una fenditura larga 0,2 mm. Il diagramma di diffrazione sullo schermo si trova a una distanza di 50 cm dalla fenditura. Determinare la distanza tra la seconda linea scura e la linea chiara principale.
Discussione
Domanda: y?
Risposta :
La larghezza della fessura è molto piccola rispetto alla distanza tra la fessura e lo schermo (nella figura la larghezza della fessura è ingrandita), quindi l'angolo è molto piccolo. L'angolo è così piccolo che il valore di sin theta è vicino al valore di tangente theta.
La distanza tra la linea principale luminosa e la seconda linea scura è di 3,5 millimetri.
2. Una singola fenditura di larghezza 0,1 mm viene illuminata da luce monocromatica e su uno schermo posto a 4 metri dalla fenditura si possono osservare diverse linee, chiare e scure, a causa della diffrazione. Se la distanza tra la seconda linea scura e la linea chiara principale è di 16 mm, determinare la lunghezza d'onda della luce!
Discussione
È noto che:
d = 0,1 mm = 0,0001 m = 1 x 10-4 m
l = 4 m
n = 2
y = 16 mm = 16 x 10-3 m
Domanda: qual è la lunghezza d'onda della luce?
Risposta :
Lunghezza d'onda della luce = 200 nanometri
3. Guarda l'immagine qui sotto!
singolo spazio Una S larga 0,2 mm è illuminata da un fascio di luce parallelo con λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m). Il modello di diffrazione risultante viene catturato su uno schermo a 60 cm dalla fenditura. La distanza tra la seconda linea scura e la linea luminosa centrale è…
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
C. 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm
Discussione
È conosciuto :
λ = 500 nm = 500 x 10-9 m = 5 x 10-7 m
d = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m
l = 60 cm = 0,6 m
n = 2
Chiesto : y ?
Jawab :
La larghezza della fessura è molto piccola rispetto alla distanza tra la fessura e lo schermo, quindi l'angolo è molto piccolo (la larghezza della fessura nell'immagine sopra è ingrandita). L'angolo è molto piccolo, quindi il valore di sin teta tangente in avvicinamento teta.
peccato θ ≈ tan θ = y / l = y / 0,6
Formula di diffrazione a fenditura singola (minimo):
d sin θ = n λ
(2 x 10-4)(y/0,6) = (2)(5 x 10-7)
(2 x 10-4) y = (0,6)(10 x 10-7)
(2 x 10-4) y = 6 x 10-7
y = (6 x 10-7) / (2 x 10-4)
y = 3 x 10-3
y = 0,003 metri
y = 3 millimetri
La risposta corretta è A.
4. Un fascio di luce monocromatica con una lunghezza d'onda di 5000 Å (1 Å = 10⁻¹⁰ m ) che attraversa una singola fenditura produce un diagramma di diffrazione luminoso del primo ordine come mostrato in figura. La larghezza della fenditura è…
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
C. 0,012 mm
D. 0,017 mm
E. 0,019 mm
Discussione
È conosciuto :
λ = 5000 Å = 5000 x 10 all'10 ottobre m = 5 x 10-7 m
peccato 30o = 0,5
n = 1
Chiesto : larghezza dello spazio (d) ?
Jawab :
d sin θ = n λ
d (0,5) = (1)(5 x 10-7)
d = (5 x 10-7) / (0,5)
d = 10 x 10-7 m
d = 1 x 10-6 m
d = 1 x 10-3 mm
d = 0,001mm
La risposta corretta è A.
Interferenza e diffrazione della luce – fenditura singola
1. Una fenditura di larghezza 0,5 mm è illuminata da luce con lunghezza d'onda = 650 nm. Il diagramma di diffrazione sullo schermo si trova a una distanza di 50 cm dalla fenditura. Determinare la distanza tra la seconda linea scura e la linea chiara principale.
2. Una singola fenditura di larghezza 0,4 mm viene illuminata da luce monocromatica e su uno schermo posto a 2 metri dal reticolo di diffrazione si può osservare un modello di diffrazione alternato tra linee scure e chiare. Se la distanza tra la terza linea scura e la linea chiara principale è di 20 mm, determinare la lunghezza d'onda della luce!
